[發明專利]用于控制風力轉換器的系統和方法

在審

• 申請號: 202011232160.0
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112780486A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 賀力君;王宏剛;A·拉加爾德;V·佩龍;R·德羅卡-塞拉;A·K·蒂瓦里;郝立偉
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F03D7/00
• 分類號: F03D7/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 鄭浩;姜冰

提供一種操作風力轉換器的方法。該方法包括接收多個預報數據集。預報數據集包括快速瞬變操作條件(OC)期間的風力轉換器的事件信號以及具有低取樣率的風力轉換器的操作數據。該方法進一步包括估計正常OC期間的轉換器壽命消耗以及快速瞬變OC期間的轉換器壽命消耗。此外，該方法包括計算風力轉換器的總轉換器壽命消耗。此外，該方法包括使用剩余有用壽命(RUL)預測模塊基于總轉換器壽命消耗來預測風力轉換器的RUL。該方法進一步包括通過調整風力轉換器的操作變量來調整風力轉換器的操作。

技術領域

本公開的領域一般涉及操作風力轉換器的系統和方法，以及更特別涉及操作風力轉換器以便在改進性能的同時滿足目標使用壽命(lifetime)的系統和方法。

背景技術

在功率電子器件系統中，半導體和電容器在系統的使用壽命內易遭受故障。對于離岸轉換器，半導體故障可比電容器故障更加普遍。例如，風力轉換器相模塊可能相對易遭受故障，并且可能更換費用高。

風力轉換器疲勞相關故障對于近期調試風力轉換器組比較少見。由于惡劣風力條件、頻繁轉換器跳閘事件和離岸風力田的其他異常，風力轉換器的壽命疲勞問題在將來可能變得顯著。相應地，風力轉換器的準確在線使用壽命監測是合乎需要的，但是使用至少一些已知系統是不可用或者是費用較高的。

發明內容

在一個方面中，提供一種操作風力轉換器的方法。該方法包括接收多個預報（forecasted）數據集，其中多個預報數據集包括快速瞬變操作條件(OC)期間的風力轉換器的事件信號以及具有較低取樣率的風力轉換器的操作數據。該方法進一步包括使用正常OC壽命估計模塊基于操作數據來估計正常OC期間的轉換器壽命消耗。該方法還包括使用快速瞬變OC壽命估計模塊基于多個預報數據集來估計快速瞬變OC期間的轉換器壽命消耗。此外，該方法包括使用混合壽命估計模塊通過組合正常OC期間的所估計的轉換器壽命消耗和快速瞬變OC期間的所估計的轉換器壽命消耗來計算風力轉換器的總轉換器壽命消耗。此外，該方法包括使用剩余有用壽命(RUL)預測模塊基于總轉換器壽命消耗來預測風力轉換器的RUL。該方法還包括將所預測的RUL與風力轉換器的目標RUL進行比較。該方法進一步包括使用有效（active）壽命性能控制模塊通過調整風力轉換器的操作變量基于該比較而調整風力轉換器的操作。

在另一方面中，提供一種操作風力轉換器的方法。該方法包括接收多個數據集，其中多個數據集包括快速瞬變OC期間的風力轉換器的事件信號以及具有較低取樣率的風力轉換器的操作數據。該方法進一步包括使用正常OC壽命估計模塊基于操作數據來估計正常OC期間的風力轉換器的轉換器壽命消耗。該方法還包括使用快速瞬變OC壽命估計模塊基于多個數據集來估計快速瞬變OC期間的風力轉換器的轉換器壽命消耗。此外，該方法包括使用混合壽命估計模塊通過組合正常OC期間的所估計的轉換器壽命消耗和快速瞬變OC期間的所估計的轉換器壽命消耗來計算風力轉換器的總轉換器壽命消耗。此外，該方法包括基于所計算的總轉換器壽命消耗遠程和實時地監測風力轉換器的操作。

在又一方面中，提供風力轉換器的實時遠程操作監測和控制系統。風力轉換器的實時遠程操作監測和控制系統包括風力轉換器、剩余有用壽命(RUL)預測模塊和有效壽命性能控制模塊。RUL預測模塊包括混合壽命估計模塊。混合壽命估計模塊配置成接收多個數據集，其中多個數據集包括快速瞬變OC期間的風力轉換器的事件信號以及具有較低取樣率的風力轉換器的操作數據?；旌蠅勖烙嬆K包括正常OC壽命估計模塊和快速瞬變OC壽命估計模塊。正常OC壽命估計模塊配置成基于操作數據來估計正常OC期間的轉換器壽命消耗?？焖偎沧僌C壽命估計模塊配置成基于多個數據集來估計快速瞬變OC期間的轉換器壽命消耗。混合壽命估計模塊進一步配置成通過組合正常OC期間的所估計的轉換器壽命消耗和快速瞬變OC期間的所估計的轉換器壽命消耗來計算風力轉換器的總轉換器壽命消耗。RUL預測模塊配置成基于使用混合壽命估計模塊所計算的總轉換器壽命消耗來預測風力轉換器的RUL。有效壽命性能控制模塊配置成通過調整風力轉換器的操作變量基于所預測的RUL與風力轉換器的目標RUL的比較來調整風力轉換器的操作。

本申請提供一組技術方案如下。